基于三维荧光光谱特征的中药可视化模式识别研究

发布时间：2022-10-18 16:34

　　中药模式识别技术在中药品质以及新药开发等方面有着重要的研究意义,特征提取是中药模式识别研究领域的关键技术,但不同算法提取的特征对分类识别效果有较大影响,因此,选择合适的特征提取算法在分类识别研究中极为重要。近年来,三维荧光光谱技术由于灵敏、快速等原因得到了广泛应用,而中药中大部分分子具备产生荧光的能力,因而,将三维荧光光谱技术引入中药分类识别研究中,从中药功效、中药药性的角度对中药三维荧光光谱特征进行分类识别。首先,在中药功效及药性基本理论的基础上,分析中药三维荧光光谱特性。针对中药荧光光谱信号中的噪声问题,在研究中药荧光光谱去噪方法的基础上,提出总体平均经验模态分解算法（EEMD）对中药光谱噪声进行降噪处理,以中药人参为例进行降噪,并将该方法与小波分解与重构、经验模态分解算法（EMD）进行比较,验证EEMD算法降噪效果的优越性。其次,对不同浓度的每味中药溶液主荧光峰位置、主荧光峰强度进行二维聚类以及三维聚类可视化分析,以浓度为10mg/ml的24味中药溶液荧光光谱数据为例分析中药荧光光谱的主荧光峰位置和对应强度的聚类效果。针对中药功效,从定量的角度研究每味中药溶液的浓度与主荧光峰强度... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 指纹图谱技术在中药模式识别领域的研究现状
        1.2.1 中药色谱法在模式识别领域的研究现状
        1.2.2 中药质谱法在模式识别领域的研究现状
        1.2.3 中药光谱法在模式识别领域的研究现状
    1.3 中药药性及功效模式识别研究现状
        1.3.1 中药药性模式识别研究
        1.3.2 中药功效模式识别研究
    1.4 本文研究内容以及结构安排
第2章 荧光理论概述
    2.1 引言
    2.2 荧光特性
        2.2.1 荧光产生原理
        2.2.2 干扰荧光产生的环境因素
        2.2.3 荧光强度与溶液浓度的关系
    2.3 荧光光谱分析方法与表现形式
        2.3.1 荧光光谱分析方法
        2.3.2 二维荧光光谱表现形式
        2.3.3 三维荧光光谱表现形式
    2.4 本章小结
第3章 中药三维荧光光谱数据采集及预处理
    3.1 引言
    3.2 实验方案设计及结果分析
        3.2.1 实验仪器及工作条件
        3.2.2 样品配制
        3.2.3 实验结果
    3.3 基于EEMD的中药三维荧光光谱信号去噪
        3.3.1 总体平均经验模态分解
        3.3.2 EEMD仿真信号预实验
        3.3.3 基于EEMD的中药三维荧光光谱信号去噪效果分析
    3.4 本章小结
第4章 中药功效荧光光谱特征可视化分类识别
    4.1 引言
    4.2 中药功效基本理论
    4.3 中药溶液三维荧光光谱研究
        4.3.1 中药光谱数据三维可视化聚类分析
        4.3.2 中药溶液荧光强度与浓度的关系
    4.4 基于LLE的补虚类中药三维荧光光谱信号特征提取
        4.4.1 局部线性嵌入
        4.4.2 基于LLE的补虚类中药三维荧光光谱信号特征提取
        4.4.3 基于PCA的补虚类中药三维荧光光谱信号特征提取
    4.5 补虚类中药三维荧光光谱信号分类识别
        4.5.1 随机森林
        4.5.2 基于LLE-RF的补虚类中药三维荧光光谱信号分类识别
        4.5.3 基于PCA-RF的补虚类中药三维荧光光谱信号分类识别
    4.6 本章小结
第5章 中药药性荧光光谱特征可视化分类识别
    5.1 引言
    5.2 中药药性基本理论
    5.3 基于LLE的寒温类中药三维荧光光谱信号特征提取
        5.3.1 基于LLE的寒温类中药三维荧光光谱信号特征提取
        5.3.2 基于PCA的寒温类中药三维荧光光谱信号特征提取
    5.4 基于RF寒温类中药三维荧光光谱信号分类识别
        5.4.1 基于LLE-RF寒温类中药三维荧光光谱信号分类识别
        5.4.2 基于PCA-RF寒温类中药三维荧光光谱信号分类识别
    5.5 基于SVM寒温类中药三维荧光光谱信号分类识别
        5.5.1 支持向量机
        5.5.2 基于LLE-SVM寒温类中药三维荧光光谱信号分类识别
        5.5.3 基于PCA-SVM寒温类中药三维荧光光谱信号分类识别
    5.6 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于优化采样支持向量机的指纹二值化方法[J]. 李俊杰,高翠芳,黄芳.  东北师大学报(自然科学版). 2018(04)
[2]基于EEMD和单通道盲源分离的齿轮箱复合故障诊断研究[J]. 史云林,郝如江,安雪君.  石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]基于UPLC指纹图谱结合化学模式识别的复方血栓通胶囊质量控制研究[J]. 周霖,梁淑红,孙志,张瑞,赵灵灵,姜晓芳,左莉华,李卓伦,刘丽伟,师莹莹,贾清泉,康建,张晓坚.  中国医院药学杂志. 2019(01)
[4]HPLC指纹图谱结合化学模式识别分析不同产地款冬花生品与蜜炙品[J]. 杨冰月,彭亮,颜永刚,沈霞,李依民,韩翠,陈国良,胡本祥.  中草药. 2018(21)
[5]基于EMD和提升小波改进阈值函数的水听器信号去噪研究[J]. 孙强,胡红萍,白艳萍,王鹏.  重庆理工大学学报(自然科学). 2018(06)
[6]红外光谱结合化学计量学快速鉴别云南重楼不同炮制品[J]. 吴喆,张霁,左智天,徐福荣,王元忠,张金渝.  光谱学与光谱分析. 2018(04)
[7]柴胡注射液有效成分的含量测定及指纹图谱模式识别的研究[J]. 邓晶晶,唐嘉曦,李婷婷,李嘉瑶.  华西药学杂志. 2018(01)
[8]不同产地黄芩茎叶UPLC指纹图谱与化学模式识别研究[J]. 严宝飞,朱邵晴,宿树兰,朱振华,郭盛,曾慧婷,钱大玮,段金廒.  南京中医药大学学报. 2017(06)
[9]安宫牛黄丸HPLC指纹图谱及化学模式识别分析[J]. 徐彤,黄萌萌,陈家进,陈彦.  中国实验方剂学杂志. 2017(20)
[10]三七主要皂苷类药效成分含量的近红外光谱测定法[J]. 朱捷强,杨振中.  中国现代应用药学. 2017(07)

博士论文
[1]基于荧光光谱分析的石油类污染物识别测量方法及其实验研究[D]. 潘钊.燕山大学 2012



本文编号：3692670